大氣中持久性有機(jī)污染物的被動(dòng)采樣分析

龔娟 孟霞

摘要：持久性有機(jī)污染物（POPs）指的是在環(huán)境中很難降解，容易在食物鏈中發(fā)生富集，并且可通過(guò)蒸發(fā)、冷凝等作用，經(jīng)過(guò)大氣傳輸，從而影響環(huán)境的污染物。很多POPs不僅致癌、致畸，而且還會(huì)引發(fā)內(nèi)分泌干擾效應(yīng)，必須加強(qiáng)POPs采樣治理。對(duì)此，本文首先對(duì)持久性有機(jī)污染物（POPs）進(jìn)行介紹，然后對(duì)幾種常見的POPs采樣設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞：持久性有機(jī)污染物（POPs）；采樣原理；影響因素

中圖分類號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）07-0081-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.047

Passive sampling analysis of persistent organic pollutants in atmosphere

Gong Juan， Meng Xia

（Dejiang County Environmental Protection Bureau，Tongren Guizhou 565200，China）

Abstract： Persistent organic pollutants （POPs） refer to those that are difficult to degrade in the environment， are likely to be enriched in the food chain， and can be transported through the atmosphere through evaporation， condensation， etc.， thereby affecting environmental pollutants. Many POPs are not only carcinogenic， teratogenic， but also cause endocrine disruptive effects. POPs sampling and management must be strengthened. In this regard， this article first introduced the persistent organic pollutants （POPs）， and then conducted a detailed exploration of several common POPs sampling equipment.

Keywords： Persistent organic pollutants （POPs）； Sampling principle； Influencing factors

近年來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜和嚴(yán)重，環(huán)境有害污染物的采集、監(jiān)測(cè)和治理已經(jīng)逐漸受到人們的廣泛關(guān)注。大氣被動(dòng)采樣技術(shù)所用采樣器的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、體積小、攜帶方便，并且易于維護(hù)，在小尺度、微環(huán)境監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著十分重要的作用。

1 持久性有機(jī)污染物（POPs）概述

在環(huán)境中有大量的POPs，POPs通過(guò)大氣、水以及生物等介質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離移動(dòng)，同時(shí)還會(huì)隨著食物鏈而發(fā)生富集，最后就會(huì)對(duì)人們的身體健康造成嚴(yán)重不良影響。POPs的殘留時(shí)間比較長(zhǎng)，是世界各國(guó)關(guān)注環(huán)境焦點(diǎn)?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，農(nóng)藥的種類不斷增多，而90%的農(nóng)藥并沒(méi)有達(dá)到目標(biāo)生物，大量的農(nóng)藥殘留懸浮在大氣環(huán)境中，同時(shí)還會(huì)隨著大氣的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生擴(kuò)散。農(nóng)藥中的HCH、HCB在大氣中的混均高度能夠達(dá)到萬(wàn)米以上，傳播范圍廣泛，污染區(qū)域較大。大氣是人類生存環(huán)境的重要組成部分，只有加強(qiáng)持久性污染物的采集和治理研究，才能夠有效改善大氣環(huán)境[1]。

2 大氣被動(dòng)采樣器的介紹

2.1 半滲透膜裝置

半滲透膜裝置又被稱為SPMD，采樣材料為低密度聚合物膜筒，在低密度聚合物膜筒內(nèi)部需要配置三油酸甘油酯，這一裝置在大氣液體POPs采集中的應(yīng)用歷史比較長(zhǎng)，產(chǎn)品、技術(shù)成熟度比較高。在半滲透膜裝置的實(shí)際應(yīng)用中，不僅容量大，適用范圍廣泛，而且還具有耐飽和的特點(diǎn)。但是，半滲透膜裝置的操作方式繁瑣，在運(yùn)輸、安裝過(guò)程中容易受到污染，同時(shí)內(nèi)部油脂也會(huì)發(fā)生外溢，這樣就會(huì)對(duì)持久性有機(jī)污染物的采集質(zhì)量造成不良影響。

2.2 聚氨酯軟性泡沫材料采樣設(shè)備

聚氨酯軟性泡沫材料采樣設(shè)備又被稱為PUF-PAS，其能夠通過(guò)軟性泡沫吸附大氣環(huán)境中的污染物。該裝置是由兩個(gè)不銹鋼鍋蓋以及螺桿所組成的，鍋蓋上下對(duì)應(yīng)。在被動(dòng)采樣的實(shí)施過(guò)程中，首先需要將PUF碟片固定在主軸上，以此吸附空氣中的污染物。而在此過(guò)程中，鍋蓋的上端口和下端口閉合，能夠形成半密閉空間，避免采樣過(guò)程受到風(fēng)力因素、陽(yáng)光因素等的影響。另外，在被動(dòng)采集過(guò)程中，聚氨酯軟性泡沫材料采樣設(shè)備的體積小，運(yùn)輸方式便捷，操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣泛[2]。

2.3 高分子樹脂聚合物被動(dòng)采樣裝置

這一采樣裝置又被稱為XAD-PAS，在具體的采樣過(guò)程中，能夠有效吸附空氣環(huán)境中的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物XAD-2粉末。在裝置設(shè)置方面，首先在圓筒中設(shè)置XAD樹脂，在圓筒中設(shè)置孔隙，在圓筒的上下位置都要設(shè)置開口，空氣能夠在圓筒中流通，并且吸附在樹脂上。高分子樹脂聚合物被動(dòng)采樣裝置的容量大，可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間采集，但是結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，運(yùn)輸難度較大，應(yīng)用成本過(guò)高。

3 PAS采樣原理

大氣PAS與環(huán)境介質(zhì)間的逸度差被稱為驅(qū)動(dòng)力，由于氣體分子可以進(jìn)行擴(kuò)散、吸附以及沉淀，因此，在采樣過(guò)程中，能夠直接吸附目標(biāo)物，完成樣品采集。在采集環(huán)節(jié)，首先，空氣進(jìn)入采樣箱中；其次，從采樣箱進(jìn)入采樣器的空氣界面；然后，再?gòu)牟蓸悠骺諝饨缑孢M(jìn)入采樣媒介相體。需要注意的是，隨著氣團(tuán)逐漸接近采樣器空氣界面，氣團(tuán)的質(zhì)量傳輸就會(huì)不斷宣講，在采樣環(huán)節(jié)，空氣與被動(dòng)采樣器間質(zhì)量通量如圖1所示。

圖1中，ko、kv、ks分別指的是氣團(tuán)總質(zhì)量遷移系數(shù)、空氣邊界層質(zhì)量遷移系數(shù)以及采樣器邊界層質(zhì)量遷移系數(shù)，單位為m·s-1；Ksv指的是采樣器/空氣分配系數(shù)；As指的是采樣器面積，單位為m2；Cv、Cvc、Cvi、Csi、Cs分別指的是質(zhì)在環(huán)境空氣中濃度、在采樣箱中濃度、在空氣邊界層中濃度、在采樣器邊界層中濃度以及在采樣器中濃度，單位為ng·m-3；Q指的是空氣進(jìn)入采樣箱中速度，單位為m3·d-1。在大氣環(huán)境中，SVOCs在PAS的交換需要經(jīng)歷圖2中的幾個(gè)階段，首先，在采樣開始階段，隨著采樣時(shí)間的延長(zhǎng)，SVOCs在PAS中不斷累積，而隨著累計(jì)量的緩慢增加，即可進(jìn)入采樣曲線階段，最后，PAS吸收SVOCs與釋放SVOCs量相等，進(jìn)而達(dá)到平衡狀態(tài)。

在大氣持久性有機(jī)污染物的被動(dòng)采集過(guò)程中，很多因素都會(huì)對(duì)PAS累積SVOCs量產(chǎn)生一定的影響，比如溫度、風(fēng)速等等。如果SVOCs的濃度能夠達(dá)到一定的范圍，則在層流條件下，空氣邊界層厚度就會(huì)對(duì)SVOCs在PAS以及空氣之間的交換速度產(chǎn)生較大影響，風(fēng)速越大，則邊界厚度會(huì)不斷減少，與此同時(shí)，被動(dòng)采樣的速度則會(huì)不斷提升。除此以外，溫度因素會(huì)對(duì)采樣器空氣分配系數(shù)產(chǎn)生較大影響。對(duì)此，在大氣持久性有機(jī)污染物的被動(dòng)采集過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)各類影響因素控制，保證采樣質(zhì)量[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)大氣中的持久有機(jī)污染物采集技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探究。在大氣環(huán)境中，持久有機(jī)污染物的危害性較大，容易發(fā)生富集，進(jìn)而對(duì)人類的生活環(huán)境、身體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。持久有機(jī)污染物采集設(shè)備種類較多，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合具體情況合理選用，并加強(qiáng)采樣精度控制，保證采樣效果[4]。

參考文獻(xiàn)

[1]朱青青，劉國(guó)瑞，張憲等.大氣中持久性有機(jī)污染物的采樣技術(shù)進(jìn)展[J].生態(tài)毒理學(xué)報(bào)，2016，11（2）：50-60.

[2]劉征侃，楊利民，王秋泉.大氣持久性有機(jī)污染物分析研究進(jìn)展[J].環(huán)境化學(xué)，2011，30（1）：272-280.

[3]薛永剛，龔平，王小萍等.持久性有機(jī)污染物在森林生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境行為研究[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2013，32（2）：278-287.

[4]周益輝，曾毅夫，湛志華，龍桂花.城市生活垃圾處理的現(xiàn)狀與管理研究[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2011（09）：45-46.

收稿日期：2018-05-18

作者簡(jiǎn)介：龔娟（1981-），女，本科，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。